褐土

褐土（cinnamon soil），半濕潤暖溫帶地區碳酸鹽弱度淋溶與聚積，有次生黏化現象的帶棕色土壤，又稱褐色森林土。在中國，分布於關中、晉東南、豫西以及燕山、太行山、呂梁山、秦嶺等山地低丘、洪積扇和高階地，水平帶位處棕壤之西，垂直帶則位於棕壤之下，常呈復域分布。

基本介紹

• 中文名：褐土
• 外文名：cinnamon soil
• 別稱：褐色森林土
• 解釋：次生黏化現象的帶棕色土壤
• 顏色：褐色至棕黃色
• 類型：半淋溶型土壤

主要特徵

褐土的表土呈褐色至棕黃色；剖面中、下部有粘粒和鈣的積聚；呈中性（表層）至微鹼性（心底土層）反應。土壤剖面構型為有機質積聚層-粘化層-鈣積層-母質層。中國境內褐土多發育於碳酸鹽母質上，具有明顯的粘化作用和鈣化作用。呈中性至鹼性反應，碳酸鈣多為假菌絲體狀廣泛存在於土層中、下層，有時出現在表土層。

褐土

分布範圍

褐土廣泛分布於西歐地中海沿岸，非洲北部、俄羅斯、美國西南部、墨西哥北部、南美西部，澳大利亞也有存在。中國主要分布於北緯34～40°，東經103～122°之間，即北起燕山、太行山山前地帶，東抵泰山、沂山山地的西北部和西南部的山前低丘，西至晉東南和陝西關中盆地，南抵秦嶺北麓及黃河一線，一般分布在海拔500m以下，地下潛水位在3m以下，母質各種各樣，有各種岩石的風化物，但仍以黃土狀物質為主。年平均氣溫10～14℃ 降水量500～800mm，蒸發量1500～2000mm，屬於暖溫帶半濕潤的大陸季風性氣候，其自然植被以遼東棟、洋槐、柏樹等為代表的乾旱明亮森林以及酸棗、荊條、茅草為代表的灌木草原，我國北方的小麥、玉米、棉花、蘋果的主要產區，一般兩年三熟或一年兩熟。

研究歷史

關於褐土的現代研究起始於1936年美國土壤學家J·梭頗在山東的土壤考察，首先提出為山東棕壤，以有別於歐洲的棕壤。1955年蘇聯土壤學家B·A·柯夫達與и.п.格拉西莫夫，相繼來中國北方及關中地區進行土壤考察，確定其相似於地中海區的乾旱森林與灌木草原景觀下的褐土，通過第二次全國土壤普查及相關條件下的大量研究，確定我國褐土屬於半淋溶土綱下的一個土類，它主要部分相似於美國土壤分類中的半乾潤淋溶土（Ustalf），部分相似於淡色始成土（Ochrept），同樣，其主要亞類相似於聯合國分類中的中性淋溶土（Eutric Luvisd），部分相似於艷色雛形土（ Eutric Cambisol）。

褐土

形成過程

1、乾旱的殘落物腐殖質積累過程：乾旱森林與灌木草原的殘落物在其腐解與腐殖質積聚過程中有兩個突出特點。第一是殘落物均以乾燥的落葉而疏鬆地覆於地表，以機械摩擦破碎和好氣分解為主，所以積累的土壤腐殖質少，腐殖質類型主要為胡敏酸，第二是殘落物中含CaO量豐富，如殘落物中的CaO含量一般可高達20～50g/kg ，僅次於矽（ 100 ～200g/kg ），所以生物歸還率可高達75% ～250% ，保證了土壤風化中鈣的部分淋溶補償，甚至產生了部分表層復鈣現象。

褐土

2、碳酸鈣的淋溶與澱積：在半乾潤條件下，原生礦物的風化首先開始大量的脫鈣階段，其CaO隨含有CO2的重力水由土壤剖面的表層滲到下層，以至於形成地下水流。在這風化階段的元素遷移特點是CaO、MgO大於SiO2和R2O3的遷移。但由於半乾潤季風氣候的特點，一方面是降水量小，另一方面是乾旱季節較長，土體中帶有Ca（HCO3）2水流的分壓CO2勢到一定深度即行減弱而產生CaCO3的沉澱。這種澱積深度，也就是其淋溶深度，一般與其降水量成正比。

3、殘積粘化，也稱之為殘積風化或地中海風化，即粘粒的形成是由主體內的礦物進行原地的土內風化而成，很少產生粘粒的機械移動，因而粘粒沒有光學向性。殘積粘化包括兩個方面：一方面是礦物中的鐵在當地水熱條件下，於土體內進行鐵元素的水解與氧化，形成部分游離氧化鐵（有無定型與微品型），所以全體顏色發紅，也可稱之為紅化作用，這也是所謂“艷色”（ chromic）的原因。但是其總體含鐵量不產生變異；殘積粘化的另一方面表現是土壤原生礦物水化與脫鉀的初步風化階段，形成了大量的水化雲母等次生礦物。而且也有進一步風化而形成的蛭石等。

4、淋移粘化：即在一定降水和生物氣候條件下，粘土礦物繼續脫鈣，形成另外一種顆粒最細的新生粘土礦物——如蒙脫石等，並開始於雨季期間隨重力水在主體結構間向下懸移，在一定深度形成粘粒澱積層，這種粘粘往往有光學向性，一般土體水分的乾濕交替有利於粘粒下移。

在褐土的粘化過程中一般以殘積粘化為主，而夾有一定的淋移粘化，它們在不同的亞類中，其比重並不一樣。一般石灰性褐土以前者為主，淋溶褐土以後者為主。然而，在一個剖面中兩者常常同時混合存在，而且從理論上講殘積粘化往往層位稍高，淋溶粘化可能層位稍低。但是兩者常常也是混同的。

剖面形態

從以上所述的土壤形成過程中即可了解其所產生的剖面形態。

A層：一般厚度20～25cm，或者更厚一些，暗棕色（10YR4/ 4～4/ 6），腐殖質含量10 ～30k/kg 。一般質地為輕壤，多為粒狀到細核狀結構，疏鬆，植物或作物根系較多，向下逐漸過渡。

B層：即心土層。厚度50～80Cm左右，顏色棕揭，即所謂艷色的粘化層（7.5YR4/6－5YR4/4）。一般中壤—重壤，核狀結構，較緊實，結構體外間或有膠膜，明顯程度因亞類而異，在Bt展中有時有假菌絲狀的石灰澱積，因此有可能將Bt層分為幾個亞層。

C層：根據母質類型而有較大的變異，如黃土狀母質則疏鬆而深厚；如為石灰岩、沙岩等殘積風化物質，則往往有石灰質殘積；如為花崗岩等殘積風化物質，則往往為微酸性；如在平原區，為其堆積物母質，而且有一定地下水位影響而產生瀦育化過程，並有小的鐵錳軟質結核及銹斑等。

基本形狀

1、剖面構型：如上所述，典型的剖面構型為A-Bt-Ck或A-Bt-C等。

2、飽和度、pH值及CaCO3：一般全剖面的鹽基飽和度>80%，pH值為7.0~8.2左右，根據不同亞類特徵，CaCO3其出現於不同層次，如圖4-6所示。3、機械組成分析：褐土剖面的機械組成一般為輕壤—中壤，但粘化層則多為中壤—重攘，其<0.001mm的粘粒所示Bt/A≥1.2，高者可達1.5，由礦物粘粒所決定的交換量一般為40~50cmol/kg。

褐土

4、礦物分析：由於礦物風化處於初級階段，其粘土礦物以水化雲母和水雲母層鉀離子釋放而形成的蛭石（含量20%~70%）為主，蒙脫石次之（10%~50%），少量的高嶺石出現，則可能為母質的殘留性狀。由於這種礦物組成，所以粘粒的SiO2/R2O3一般為2.5~3.0。鐵的游離度較高，Fed/Fet可達20%。其中淋溶褐土高於普通褐土與石灰性褐土(<18%)。

粘土礦物的光學鑑定，其膠膜的粘粒有光學定向特性，說明有淋溶澱積粘化因素，因而根據顯微鏡片研究，在少量的大孔隙中的石灰質成分有再結晶的大顆粒方解石，但A層的石灰質多為泥質石灰混合物。

5、土壤有機質及養分狀況：一般耕種的褐土，0~20cm的有機質為10~20g/kg左右，非耕種的自然土壤可達30g/kg以上，特別是淋溶褐土與潮褐土等亞類是如此。石灰性褐土與受侵蝕的褐土的有機質含量均較低。

與土壤肥力相關的是土壤養分情況：據《河北土壤志》介紹，褐土的含量為0.7~1.3g/kg，鹼解氮60~100mg/kg，供氮能力屬中等水平；磷的有效形態低，一般水溶性磷10mg/kg左右，但無效形態的鋁—磷和鐵—磷居高，而石灰性褐土的鈣—磷居高。這也比較符合其土壤化學地理規律。在有效鉀元素方面，褐土均在100mg/kg以上，所以鉀比較豐富。至於微量元素，則與土壤的pH值和母質關係較大。

6、土壤物理形狀及水分物理特性：一般說，它與土壤質地關係較大，一般表層容重為1.3g/cm3左右，低層為1.4~1.6g/ cm3，沙性質地則稍大於此數，粘性質地則稍小於此數。褐土，作為一個土壤類型的剖面構型中無特殊的障礙層次，個別的石灰性褐土有石灰澱積層，一般不影響水分物理特性。

亞類劃分

土類以下的亞類劃分主要根據其主要成土過程所表現的程度和有關附加過程的影響而在剖面構型上所產生的有規律的變化而進行劃分。由於褐土為半淋溶土綱，根據土體所反映的淋溶程度及粘化特徵相結合等而劃分為淋溶褐土、（普通）褐土和石灰性褐土等。其它則根據其主導成土過程及附加成土過程所表現的土壤剖面特徵而劃分出樓土、潮褐土、燥褐土與褐土性土等，具體可參考圖4-7。

普通褐土

它是最接近中心概念的亞類，相當與美國土壤分類中的弱發育半乾潤淋溶土，淡色始成土，聯合國土壤分類中艷色雛形土和艷色淋溶土，剖面中的Bt層有CaCO3新生體出現，即所謂A-Btk-C剖面構型，其它可參考以上所述的典型的剖面形態及其診斷特徵。

褐土

淋溶褐土

其主要特徵是全剖面沒有CaCO3出現，或在C層有少量石灰殘餘，形成A-Bt-Ck剖面構型。相當於美國土壤分類的弱度發育半乾潤淋溶土，聯合國土壤分類中正常淋溶土。

1、淋溶褐土的區域分布模式：在褐土土類中淋溶褐土分布區一般是降水量偏高之處（如>650mm），所以，土壤中礦物風化的脫鈣作用比較快；另一是母質因素，即是在相同氣候條件下，非碳酸母質和弱碳酸鹽母質，如花崗岩、片麻岩風化物及Q3老黃土等，往往易於發育為淋溶褐土甚至棕壤。因而在與棕壤過渡區形成一種相嵌分布模式。

2、淋溶褐土的粘化層特徵：淋溶褐土的粘化層具有一定的淋移粘化特徵，所以與褐土的其它亞類相比往往是粘化層的層位較低，而且粘化層的厚度較大，特別是在黃土母質上，其粘化層的厚度可達1m以上，並有粘粒膠膜出現，即使是在岩石風化殘片的下方也可看到膠膜出現，這是其它亞類所少見的。這種剖面粘化曲線特徵可參考圖4-8。在北京地區，這種粘化層的表現與Q3的黃土層位有關，所以也可以認為是一個古土壤過程。

3、風化淋溶係數：它一般反映了礦物風化情況，因為在風化過程中往往隨著SiO2與CaO的淋失，而使SiO2/Al2O3與土壤風化淋溶係數的ba值逐漸減少。

石灰性褐土

它相當於美國土壤分類的淡色始成土，聯合國分類的石灰性雛形土。與上述兩個亞類相比，石灰性褐土的特點是：

1、CaCO3在全剖面均有分布，而且在Bt層有一定的積聚，這一點也是它與栗褐土的區別之一，如果剖面中有石化石灰澱積層，那將是古土壤過程的遺蹟。

2、粘化現象較弱，例如粘化層顏色的鮮艷程度，粘化層的核狀結構等與普通褐土相比均較弱，但是粘化層與A、C層相比均有一定的分異。

3、表層腐殖質含量較弱，但含量>10g/kg。

4、pH值近弱鹼性，一般在7.8~8.5左右。

潮褐土

其主要特徵同於普通褐土，只是處於平原地區，雨季期間有可能短期使地下水位抬高到3m以上，或者土體下層短時間的水分飽和，因而在底土中具有瀦育化現象，相似於美國土壤分類的潮濕飽和淡色始成土，聯合國土壤分類中的潛育始成土。其主要特徵：

1、表層有機質含量較為豐富，一般<20g/kg。

2、粘化層表現較弱，特別是成土時間短，或土壤母質較輕者均表現如此，但Bt/A≥1.2。

3、C層中往往有一定數量的銹紋、銹斑（7.5YR）與暗色的鐵錳斑點或軟質的小的（0.2~0.5cm左右）鐵錳結合。有時在底土層（如1m以下），有由古土壤水文過程而遺留下的沙姜結核。

塿土

塿土（陝西楊陵）

即在普通褐土表層以上形成一個人工堆墊的表層；它是人為長期旱耕熟化，施入土糞或富含有機質的農家肥料而形成的診斷層，厚度≥50cm，具有雙層耕種熟化層段，即在現耕層和梨底層之下具有埋藏的老耕作層，0~2cm的堆墊表層的速效磷<100g/kg。

現代耕作層及其人工堆墊表層以下的土壤剖面同於普通褐土，該土壤較大面積的分布於我國古老農業區的關中平原，其它古老農業區也有點狀分布，也稱堆墊褐土，它是我國特有的褐土類型。

塿土上種植的小麥（渭河階地頭道塬）

燥褐土

分布於川西岷江、大渡河、金沙江上游，海拔1000～2600m的山地土壤垂直帶結構，平均氣溫在12～15℃，但冬季比較溫暖，在0℃以上，年降水量400～600mm，自然植被為狼牙刺、仙人掌、高山櫟，相似於亞熱帶乾旱森林景觀，土壤表層為淡色腐殖質表層，B層有一定粘化，呈黃棕色（7.5YR4/4）；Bt/A>1．2，全剖面石灰質反應強烈，PH為7.0～8.0，，栽培植物為石榴、棗、花椒、蘋果等，一年一熟或一年兩熟，相當於美國土壤分類中的鈣質暗紅色夏旱淋溶土（Calcic Rhodoxeralfs），聯合國土壤分類中的艷色淋溶土（ Chromiac Luvisol）。

褐土性土

於褐土區，由於種種原因，為粘化B層發育不明顯的土壤，即A－（Bt）－C剖面特徵。面積最大的亞類.

四、與相關土類的區分

1、它與棕壤的區別：棕壤為暖溫帶濕潤森林下的淋溶士，因此，在剖面形態方面，棕壤的淋溶粘化明顯。粘化的層次出現的層位稍低，層次厚度較大，粘粒係數Bt/A>1.4，SiO2/R2O3一股<2.5左右，pH值近酸性，即6.0～6.5左右，且剖面中無CaCO3積聚，這也是淋溶褐土與棕壤的主要區別。此外，在過渡地帶的同一地區內，土壤剖面中的CaCO3的有無往往與母質關係較大，如鈣質母質者多發育為褐土；反之，則發育為棕壤，所以往往在過渡地帶形成褐土與棕壤的相嵌分布。

2、它與黃棕壤、黃褐土的區別：黃棕壤和黃褐土屬於北亞熱帶淋溶土，淋溶粘化明顯，並有一定的富鋁化過程，一般SiO2/R2O3<2．l，所以褐土與黃棕壤，黃褐土的邊界定義比較清楚。

褐土

3、它與栗褐土的區別：粟褐土屬鈣成土綱，全剖面為鈣所飽和，CaCO3含量一般為50～150g/kg ，pH值為8.0左右，所以脫鈣粘化過程不明顯，粘化比值<1.2，這是石灰性褐土與栗褐土的分類邊界。

利用改良

褐土所分布的暖溫帶半乾潤季風區，具有較好的光熱條件，一般可以兩年三熟或一年兩熟。由於主體深厚，土壤質地適中，廣泛適種小麥（絕大部分為冬麥）、玉米、甘薯。花生、棉花、菸草、蘋果等糧食和經濟作物，主要問題是降水量偏小和降水量過於集中，在這種條件下的土壤利用及改良問題應考慮以下幾個方面。

（一）開展水土保持，發展水利灌溉

因褐土中除潮褐土地處平原區以此一般多為丘陵與高平地，土壤侵蝕是普遍現象。因此開展水土保持與發展水利灌溉是提高褐土地區農業的重要途徑。

（二）開展旱作農業的土壤耕作措施

由於水源的限制，大面積發展灌溉是有限的。因此應當普遍地、大面積地發展旱作農業，其中包括工程措施（如水平梯田、徑流農業）與系統的土壤耕作（如少耕、覆蓋、輪作）等。因褐土區降水一般均在600mm左右，稍稍增加以保墒培肥為中心的土壤旱作的耕作措施，將是發展褐土區的持續農業的重要途徑。

（三）合理施肥，提高土壤肥力水平首先要增加土壤的有機質，因為褐土區的溫暖而乾旱的時期長，土壤有機質分解決，保證一定的有機肥源（其中包括輪作在內）是保證土壤肥力構重要基礎。

褐土

其次是合理施用磷肥，因為褐上的活性鐵及CaCO3均容易促使磷的固結，形成鐵質和鈣質的以及閉態磷而使磷肥固結失效。因此應加強過磷酸鈣的施用技術的研究。

第三，是合理施用微量元素肥料，因為褐土大多有石灰反應，它往往減弱Zn、Mo、Mn、Fe等等有效性。另一方面，在淋溶褐土及沙性土壤中B、Cu的含量較低。因此，要充分注意微量元素肥料的合理套用。

（四）因土種植，發展土壤潛力優勢

如淋溶褐土上的板栗、菸草；潮褐土上的玉米、小麥；其它如蘋果、穀子、棉花等都是褐土的優勢作物，一些相應的名優特產都是在這些相應上宜的土壤上生產出來的。因此，應當困地制宜地發展。由於水分條件的限制，不必勉強強調發展小麥。

（五）適當發展畜牧業與林果業

改變褐土區生產的土地利用結構和農業經濟狀況，為褐土區的持續農業與生態農業的發展創造條件。

棕壤與褐土是分布於我國暖溫帶的濕潤與半濕潤地區的地帶性土壤，自然景觀分別是濕潤森林與乾旱森林。這兩種土壤在土壤形成、剖面形態與地理分布方面的關係是：

1．都有粘化過程，這是暖溫帶土壤風化與形成的特點，正如寒溫帶濕潤森林條件下的灰化過程一樣，這種粘化也可稱之為矽鐵鋁化，但是棕壤以淋移粘化（也可稱之為機械淋移粘化）為主，而褐土則淋移粘化和殘積粘化均有之，但多以後者為主。兩者在粘化層的層位、厚度及粘化層的色澤方面均有差異，這種差異與其成土條件緊密相關。

2．CaCO3的淋溶與澱積方面：這也與降水量有關。褐土與棕壤的區別就在CaCO3的積聚上，但這決不能忽視母質因素，特別是在兩者的相鄰的亞類過渡關係方面，往往是在碳酸鹽母質上發育為褐土，而在非碳酸鹽母質則發育為棕壤，兩者往往是鑲嵌分布。

褐土

這兩種土壤都是我國北方地區的主要農業土壤與果樹等生產基地，農業歷史悠久，但土壤侵蝕較為普遍，合理保護這些土壤，發展旱作農業與灌溉農業是發揮這些土壤生產潛力的重要措施。